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侔婵茅
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1 云南大学学报 ( 自然科学版 ),2015,37(S1):41~ 46 Journal of Yunnan University DOI: / j.ynu 昆明 2013 年 12 月中旬雨雪低温过程分析罗园, 刘彬, 杨芳园 ( 昆明市气象台, 云南昆明 ) 摘要 : 应用常规天气图资料 NCEP 再分析资料地面自动站资料 FY-2 卫星资料雷达等资料, 对 2013 年 12 月中旬出现在云南大部及昆明地区的一次严重的雨雪低温天气过程进行了分析, 结果表明 : 此次大范围的雨雪冰冻过程是在大范围有利的天气背景下, 配合有利的局地地形和水汽及动力条件, 以及各个天气系统之间相互作用和相互促进产生的. 通过分析得出 : 产生这次持续的雨雪冰冻天气的主要天气系统为北方南下强冷空气以及南支槽的共同影响. 在卫星云图上, 有产生雨雪的明显云带配合. 在雷达回波图上, 雨雪区有大片明显的片状回波相对应, 分布较为连续和均匀. 各物理量场的分析也表明 : 雨雪区, 与物理量之间有较好的对应关系. 稳定的经向环流控制是后期持续低温天气产生的主因. 关键词 : 雨雪低温过程 ; 大气环流 ; 物理量场 ; 雷达回波中图分类号 :P 文献标志码 :A 文章编号 : (2015)S 云南大部地处低纬高原, 受冷空气影响次数明显少于我国北方和中东部, 但是在冷空气势力较强, 以及其它有利的条件出现时也会产生强的雨雪天气, 并造成严重的低温霜冻. 云南伴有强雨雪的寒潮天气多与冷锋切变和南支槽密切相关, 这样的天气在云南省中东部冬季和春季均有可能发生, 当入侵云南的冷空气与南支槽前的西南气流相遇, 也会形成大范围的雨雪天气, 而雨雪天气过后, 天空立即放晴又会产生持续的低温霜冻天气, 出现明显 [1] 的雪上加霜的严重危害天气, 段旭李英等对造成云南寒潮天气的昆明准静止锋的结构锋生移动和若干特征进行了分析研究. 张腾飞, 鲁亚 [2] 斌, 张杰等对低纬高原地区大到暴雨雪天气过程进行了诊断分析, 但每一次过程都有不同的配合情况和其产生的特别因素. 本文试图通过应用常规的天气图物理量诊断卫星云图雷达资料等来分析 2013 年 12 月中旬云南省大部及滇中地区出现的又一次雨雪冰冻天气过程, 分析这次过程的主要影响系统及其发生演变的主要成因和特征. 1 天气实况 2013 年 12 月 15 日 08 时至 17 日 08 时降水 ( 降雪 ) 及温度情况, 如表 1 表 2 及图 1. 2 环流形势和背景从 500 hpa 形势图分析天气情况 :12 月 13 日 08 时 ( 图略 ): 中高纬为两槽一脊型, 高压脊位于贝加尔湖附近, 新疆青海一直到四川中西部为西北气流控制, 而此时在青藏高原南部到孟加拉湾有南支浅槽开始形成, 云南大部为偏西气流控制, 北脊南槽的形势开始出现,14 日 08 时, 中高纬度环流以经向型为主, 乌拉尔山高脊发展明显, 另在河套西部, 四川西部到青藏东部有高原槽形成并与南支低槽相连接形成很深的大槽, 我国中部以西为明显的西北气流所控制, 而且此时也有很深的温度槽落后于高度槽, 冷平流很强, 北部的槽还在继续发展加深. 青藏高原南部到孟加拉湾北部的南支低槽也正在加深, 北脊南槽的形势正在进一步加强, 所以北方南下的冷空气极容易在西北气流和大槽的东移南下过程中引导带下来. 而南方的暖湿气流收稿日期 : 作者简介 : 罗园 (1964-), 女, 云南人, 副研级高级工程师, 主要从事天气预报和服务工作. KMSQXT@ 163.com.

2 ４２ｈｔｔｐｗｗｗｙｎｄｘｘｂｙｎｕｅｄｕｃｎ云南大学学报自然科学版表１第３７卷２０１３年１２月１５日０８时至１２月１６日０８时昆明地区积雪深度单位ｃｍＴａｂ１ＳｎｏｗｄｅｐｔｈｏｆＫｕｎｍｉｎｇｆｒｏｍ０８ＢＪＴｏｎ１５ｔｈｔｏ０８ＢＪＴｏｎ１６ｔｈＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１３ｕｎｉｔｃｍ站名昆明禄劝富民嵩明宜良石林呈贡晋宁安宁西山东川寻甸积雪深度４８０５无１３２０２０４４４０３０１１０无１１表２昆明地区过程总降水雪量２０１３年１２月１４日１７日单位ｍｍＴａｂ２ＴｈｅｔｏｔａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｍｏｕｎｔｏｆＫｕｎｍｉｎｇｆｒｏｍ１４ｔｈｔｏ１７ｔｈＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１３ｕｎｉｔｍｍ站名昆明禄劝富民嵩明宜良石林呈贡晋宁安宁西山东川寻甸降水量２７２２１０１７４５４４３３４３１９３６１６１６与高度槽已趋于一致槽不再加深云南已处于槽底影响云南的大槽从形成到加深历时３天１７日０８时大槽已完全移出云南但槽后的强偏北气流又开始影响云南一直持续到１９日０８时７００ｈｐａ形势图上中高纬度形势与５００ｈｐａ相似１２月１３日０８时我国中部以西为西北气流控制且有温度槽落后于高度槽中低层的冷平流也图１１６日０８时２１日０８时昆明站的气温变化图很强云南到贵州为西南气流控制且南支槽还在单位加深和发展东移四川到青藏高原东部及孟加拉湾Ｆｉｇ１ＴｈｅｔｒｅｎｄｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆＫｕｎｍｉｎｇｆｒｏｍ０８ＢＪＴｏｎ１６ｔｈｔｏ０８ＢＪＴｏｎ２１ｔｈｕｎｉｔ随着南支槽的东移不断北上云南省处于南支槽前强西南气流区风速很大达到急流程度造成南北气流的强烈交汇１５日０８时图２ａ整个欧亚北部有一低压切变辐合区形成切变线位于四川中部较强的水汽输送通道也开始建立中高层开始降温低层水汽输送不断加强产生雨雪天气的条件逐步加强至１５日０８时图２ｂ云南大部仍为西南气流控制川滇切变此时位于贵阳昆明丽江一线切变对云南的影响加大冷空气向南入度槽冷平流仍然很强南支移动慢云南仍处于强侵加强西南气流也加强降雪加大１６日０８时图的西南气流控制区１６日０８时大槽东移温度槽东气流南支的影响近于结束四川到青藏高原东地区的环流经向度继续加大温度槽还在落后于高图２略切变线已南压到云南南部风向已转为偏２０１３年１２月１５日０８时ａ５００ｈｐａｂ７００ｈｐ环流形势场单位ｄａｇｐｍＦｉｇ２Ｔｈｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎａｔ０８ＢＪＴＤｅｃｅｍｂｅｒ１５ａａｔ５００ｈｐａａｎｄｂ７００ｈｐａｕｎｉｔｄａｇｐｍ

3 第 S1 期罗园等 : 昆明 2013 年 12 月中旬雨雪低温过程分析 43 部转为冷高压控制, 冷空气的影响加强,17 日 08 时云南转为偏西气流控制. 在 12 月 13 日 08 时地面图上分析 ( 图略 ): 昆明准静止锋位于文山曲靖会泽一线, 锋后有 + 5 hpa 左右的变压区, 无明显降水天气. 到 14 日 08 时, 锋面位置少动, 但新疆到青海一带的冷高压加强, 云南地面等压线开始密集, 气压梯度加大. 从 14 日 20 时左右开始, 锋面开始向南移动. 到 12 月 15 日 08 时, 地面冷高压进入四川盆地, 冷高压中心达到 hpa, 此时冷锋已迅速南压到哀牢山一线, 锋后有较强的变温和变压区, 伴有雨 ( 雪 ) 天气, 冷锋全面影响我省大部地区, 地面冷高压较 14 日有明显加强, 地面等压线非常密集, 说明锋面很强.15 日中午开始, 昆明市部分地区已开始下雪, 傍晚降雪加大, 范围增加, 全省大部, 哀牢山以东和以北地区均有降雪出现, 冷空气影响达到最强. 到 16 日 08 时, 地面图上全省大部均为偏北风, 冷空气影响扩大到全省, 但这时四川一带的冷高压强度有所减弱, 昆明大部县市区还在降雪, 降雪时段集中在 15 到 16 日之间,17 日开始冷空气影响减弱, 但地面气温一直维持 0 以下, 且持续到 21 日左右. 3 水汽条件分析通过分析水汽通量散度可看出 ( 图 3): 在 24 ~ 27 N,102 ~ 104 E 区域内, 有两个水汽辐合大值区, 一个出现在 14 日 08 时至 15 日 08 时, 在 800 hpa 到 700 hpa 之间, 中心最大值为 -1 g cm -2 hpa -1 s -1, 随着过程的发展, 水汽辐合的层次逐渐升高, 强度增大. 另一个大值区出现在 14 日 20 时至 15 日 20 时, 在 600 hpa 至 500 hpa 之间, 中心最大值为 -1.2 g cm -2 hpa -1 s -1. 在这两个时段均出现了明显的降雪天气, 表明有明显的水汽向这一区域输送并产生明显辐合. 从时间变化与水汽辐合层次的变化可看出 : 开始时水汽辐合出现在较低层次, 随后逐渐向较高层次扩展, 水汽辐合的层次更高说明高层大气中水汽含量充分, 更易于形成降雪, 对流层下部的水汽通量辐合, 不仅会引起对流层下部出现凝结, 而且可通过垂直输送的作用, 引起对流层上部出现凝结, 加之高层温度低, 更容易出现冰晶和雪花. 4 动力条件分析通过对 24 ~ 27 N,102 ~ 104 E 区域垂直速度时间剖面的分析知道 ( 图 4):14 日 20 时到 15 日 20 时, 在 600 hpa 到 300 hpa 的高度上, 出现上升运动的大值区, 该时段与降雪出现并加强的时段相吻合, 在 500 hpa 至 300 hpa 之间有 0.8 ~ 1.0 Pa s -1 的上升运动区, 约等于 9 ~ 11 cm s -1 的上升速 [3] 度, 根据朱乾根等的经验公式可计算出 24 h 将有 40 mm 左右的降水, 但昆明地区实际降水略小于经验值. 此外从图 4 分析, 低层的上升运动不明显, 特别是 700hPa 以下, 因此 24 ~ 27 N,102 ~ 图 3 沿 24 ~ 27 N,102 ~ 104 E 求区域平均的水汽通量散度时间剖面图 ( 单位 :g cm -2 hpa -1 s -1 ) Fig.3 The water vapor flux divergence averaged from 24 N to 27 N,102 E to 104 E ( unit:g cm -2 hpa -1 s -1 ) 图 4 沿 24 ~ 27 N,102 ~ 104 E 求区域平均的垂直速度时间 - 高度剖面图 ( 单位 :Pa s -1 ) Fig.4 The time-altitude cross section of vertical velocity av eraged from 24 N to 27 N,102 E to 104 E ( unit: Pa s -1 )

4 ４４云南大学学报自然科学版ｈｔｔｐｗｗｗｙｎｄｘｘｂｙｎｕｅｄｕｃｎ第３７卷１０４Ｅ区域内降水不是特别大最大上升运动中心稳定结构且风场较乱反映出高空扰动明显５于冷平流向下输送这次降雨降雪过程有很好的本速度回波可得出降雪回波有如下特点反射率因动力条件有利于降水的发生子与连续性降水相类似但强度较弱呈片状伴有５形状各异的回波中心速度回波上风场较乱风速出现在４００ｈｐａ层次中高层垂直交换明显有利多普勒雷达资料分析从图５ａ中给出的雷达组合反射率图可分析出由于冰晶和雪对微波的散射和反散比水滴小得多４所以反射率因子强度比普通的连续性降水的回波弱但与连续性降水回波有许多相同的特征回波范围大分布比较均匀丝缕状纹理结构明显但强度较弱最大中心强度只有３５ｄｂｚ左右这一时段的降水回波性质属于层状云混合型降水雨雪天气开始产生通过综合分析强度回波和基比连续性降水回波要大很多且分布较乱６卫星资料分析从图６中ＦＹ２红外云图的演变趋势上可看出从１４日下午图略开始云南省中南部有１条东北西南向多层云系组成的云带到傍晚逐步加强南支低槽云系和冷锋云系叠加在一起但１４日冷锋云系还偏北一些云南省主要受南支槽云系而此时刻昆明市的呈贡区正在开始降雪昆明市的影响昆明市普降小到中雨局部大雨１５日凌晨区还在降雨回波强中心出现在呈贡一带但强度开始云南中东部已为南支槽云系与南下的冷锋只有３５ｄｂｚ左右这一时段降雨和降雪的强度均不大但到傍晚随着系统的移近和加强降雪进一步云系紧密联系在一起南支云系水汽充分冷锋云系温度较低冷暖交汇出现明显的降水和降雪天加大气１５日０６时图６ａ四川东南部到云南北部层是东南风到高层转为南风在低仰角的探测区合云带覆盖了全省到１５日２２时图６ｃ东在图５ｂ的速度图上风向在低层是东风中域内有暖平流存在从图上还可以看出雷达站东南部高层存在辐散与连续降水速度图相比降雪时风场上风速要大得多有的地方甚至出现速度模糊分析不同时次的速度图发现降雪回波与降水回波相比较分布比较连续有规则这次降雪过程中有很强的云带发展１５日１３时图６ｂ强的混部的一条云带略有东移且移出了对云南的影响区而高原上西藏东部又有一条新的云带生成并东移两条不同性质的云带均对云南产生影响到１６日０７时图６ｄ所有云带基本上移出云南上空降雨雪过程已基本结束从云图演变反映出低层有持续的偏南气流存在而高层伴随着北部低在南支云系发展加强东移的过程中北方南下冷空槽东移槽后偏北气流带下了冷平流从而在昆明气也同时在加强南下冷暖空气的交汇使云带一边市这一带冷暖气流上下交换形成了下暖上冷的不向东南方向移动一边加强雨雪天气进一步发展图５２０１３年１２月１５日１３５８０５仰角昆明多普勒雷达组合反射率ａ单位ｄｂｚ及速度图ｂ单位ｍｓＦｉｇ５ＴｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｒｅｆｌｅｃｔｉｖｉｔｙａｕｎｉｔｄｂｚａｎｄｂａｓｅｖｅｌｏｃｉｔｙｂｕｎｉｔｍｓａｔｔｈｅｅｌｅｖａｔｉｏｎａｎｇｌｅ０５ｏｆＫｕｎｍｉｎｇｒａｄａｒａｔ１３５８ｏｎ１５ｔｈＤｅｃｅｍｂｅｒ２０１３

5 第Ｓ１期罗图６园等昆明２０１３年１２月中旬雨雪低温过程分析４５２０１３年１２月１５日０６时至１６日０７时ａｄ的ＦＹ２Ｅ卫星图像单位Ｆｉｇ６ＴｈｅｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｍａｇｅｓｏｆＦＹ２Ｅｕｎｉｔａｔ０６ＢＪＴＤｅｃｅｍｂｅｒ１５ｔｏ０７ＢＪＴＤｅｃｅｍｂｅｒ１６ａｄ７小结１本次过程有产生低温雨雪的大尺度环流背景存在中高纬度为稳定的经向型环流产生天气的主要影响系统为５００ｈｐａ北支高原槽和南支低槽且南北两槽有一定位相差形成了北脊南槽的形势７００ｈｐａ切变线及地面冷高和锋面系统的配合很好２中高层的影响系统与低层的影响系统相停留和生成４卫星云图分析表明冷锋云系与南支槽云系叠加冷暖交汇使云系发展强盛云区范围扩大造成明显的大范围雨雪天气此次过程多个系统互相作用明显且维持时间较长系统强度强而后期受偏北气流控制冷平流强加上化雪等因素导致了本次较为复杂的雨雪低温过程由于极端事件的发生发展相当复杂且目前的预测预报手段和能力也还存在一定互作用低层暖湿气流与高层冷平流带下强冷空的不足因此我们对其认识也还存在很大的局限气的相互作用是造成此次雨雪冰冻天气的一个性重要原因３本次降雨雪过程的雷达反射率因子图反映出回波属大范围片状混合型分布比较连续和均匀强降雨雪区域有不太强的回波长时间参考文献１段旭李英等昆明准静止锋结构Ｊ高原气象２００２２１２２０５２０９

6 46 云南大学学报 ( 自然科学版 ) http: / / 第 37 卷 [2] 张腾飞, 鲁亚斌, 张杰, 等. 一次低纬高原地区大到暴雨雪天气过程的诊断分析 [ J]. 高原气象,2006,25 (4): [3] 朱乾根, 林锦瑞. 天气学原理和方法 ( 第四版 ) [ M]. 北京 : 气象出版社,2007,649. [4] 俞小鼎, 姚秀萍, 熊廷南, 等. 多普勒天气雷达原理与业务应用 [M]. 北京 : 气象出版社,2006:314. [5] 李登文, 乔琪, 魏涛, 等.2008 年初我国南方冻雨雪天气环流及垂直结构分析 [J]. 高原气象,2009,28(5): Analysis of low temperature rain and snow weather of Kunming in mid-december 2013 LUO Yuan, LIU bin, YANG Fang yuan ( Meteorological Observatory of Kunming,Kunming ,China) Abstract:Based on the data of conventional weather chart,ncep reanalysis data,automatic meteorological observing data,satellite and radar products,the low temperature rain and snow weather appeared in most parts of Yunnan and Kunming in mid-december 2013 was analyzed.the results showed that,this process was influenced by local terrain,water vapor and dynamical condition,as well as the various weather system interaction in favora ble weather background. The main weather systems in this process were strong cold air southward and south trough.in the satellite images,there were obvious clouds.in radar products,the area of rain and snow had obvious flake echo,and distribution were continuous and homogeneous.rain and snow area also had a good corresponding relationship with the meteorological elements.the stable meridional circulation was the main cause of continuous low-temperature weather in late process. Key words:low temperature rain and snow process; atmospheric circulation; physical quantity field; radar echo physical quantity field

一次辽宁暴雨过程的诊断及风场反演分析

一次辽宁暴雨过程的诊断及风场反演分析 Climate Change Research Letters 气候变化研究快报, 2013, 2, 139-146 http://dx.doi.org/10.12677/ccrl.2013.24024 Published Online October 2013 (http://www.hanspub.org/journal/ccrl.html) Analysis of the Diagnosis